Question

工業(yè)上測量SO₂、N₂、O₂混合氣體中SO₂含量的裝置如圖．反應(yīng)管中裝有碘的淀粉溶液．SO₂和I₂發(fā)生的反應(yīng)為（N₂、O₂不與I₂反應(yīng)）：SO₂+I₂+2H₂O═H₂SO₄+2HI
（1）混合氣體進入反應(yīng)管后，量氣管內(nèi)增加的水的體積等于

 

的體積（填寫氣體的分子式）．
（2）反應(yīng)管內(nèi)溶液藍色消失后，沒有及時停止通氣．則測得的SO₂含量

 

（選填：偏高、偏低、不受影響）．
（3）反應(yīng)管內(nèi)的碘的淀粉溶液也可以用

 

代替（填寫物質(zhì)名稱）．
（4）若碘溶液體積為V_a mL，濃度為c mol?L^-1，N₂與O₂的體積為V_b mL（已折算成標準狀況下的體積）．用V_a、c mol?L^-1、V_b表示SO₂的體積百分含量為：

 

．
（5）將上述裝置改為簡易實驗裝置，除導(dǎo)管外，還需選用的儀器為

 

（選填下列儀器的編號）．
a．燒杯　b．試管　c．廣口瓶　d．容量瓶　e．量筒　f．單孔塞　g．雙孔塞．

Answer 1

考點：探究物質(zhì)的組成或測量物質(zhì)的含量,物質(zhì)的量濃度的相關(guān)計算

專題：實驗探究和數(shù)據(jù)處理題

分析：（1）SO₂、N₂、O₂混合氣體進入反應(yīng)管，SO₂被吸收，氣體體積的膨脹值為量氣管內(nèi)增加的水的體積，等于N₂和O₂的體積；
（2）反應(yīng)管內(nèi)溶液藍色消失時，SO₂與反應(yīng)管內(nèi)所含的I₂恰好反應(yīng)，若沒及時停止通氣，則未反應(yīng)的SO₂氣體也排水到量氣管，使N₂、O₂體積增加，測得SO₂的含量降低；
（3）碘的淀粉溶液的作用是當其中的I₂完全被SO₂還原時，溶液的顏色是由藍色變無色來指示終點的，所以其它可與SO₂氣體反應(yīng)的物質(zhì)，在達到終點有顏色改變時便可代替碘的淀粉溶液，如KMnO₄溶液、溴水等；
（4）根據(jù)反應(yīng)：SO₂+I₂+2H₂O═H₂SO₄+2HI，V（SO₂）=V_m×n（I₂）=V_ac×10^-3mol×22400 mL?mol^-1=22.4V_a?c mL，據(jù)此計算解答；
（5）根據(jù)實驗原理來選擇合適的實驗裝置．

解答： 解：（1）混合氣體進入反應(yīng)管中，其中SO₂與I₂發(fā)生反應(yīng)：SO₂+I₂+2H₂O=H₂SO₄+2HI不產(chǎn)生氣體，剩余的氣體僅有N₂和O₂，量氣管內(nèi)增加的水的體積等于N₂和O₂的總體積，
故答案為：N₂、O₂；
（2）根據(jù)反應(yīng)：SO₂+I₂+2H₂O═H₂SO₄+2HI可求出吸收的SO₂的體積：V（SO₂）=V_m×n（I₂），SO₂的體積百分含量φ（SO₂）=

V(SO2)

V(混合氣體)

式中V（SO₂）的量是由n（I₂）的物質(zhì)的量決定的，而“沒有及時停止通氣”就會使得V（混合氣體）增大，則φ（SO₂）偏低，
故答案為：偏低；
（3）反應(yīng)管內(nèi)的碘的淀粉溶液可以用能吸收SO₂的有色溶液代替，中學(xué)常見且可用的是溴水（或溴的四氯化碳溶液）或高錳酸鉀酸性溶液，因為紫紅色高錳酸鉀的溶液通入二氧化硫時會發(fā)生5SO₂+2H₂O+KMnO₄═K₂SO₄+2H₂SO₄+2MnSO₄（無色溶液）的反應(yīng)，溶液現(xiàn)象由紫紅色變成無色，溴水（或溴的四氯化碳溶液）發(fā)生SO₂+Br₂+2H₂O═H₂SO₄+2HBr，變成無色，所以也可采用高錳酸鉀溶液代替碘的淀粉溶液完成該實驗，
故答案為：酸性高錳酸鉀溶液或溴水；
（4）由所給反應(yīng)知SO₂氣體的物質(zhì)的量等于碘的物質(zhì)的量V_a×10^-3L×c mol?L^-1=V_ac×10^-3mol，其體積為V（SO₂）=V_ac×10^-3mol×22400 mL?mol^-1=22.4V_a?c mL，所以SO₂的體積百分含量為：22.4V_a?cmL÷[22.4c （V_a mL+V_b mL）]×100%=

22.4cVa

22.4c(Va +Vb)

×100%，即SO₂的百分含量為

22.4cVa

22.4c(Va +Vb)

×100%，
故答案為：

22.4cVa

22.4c(Va +Vb)

×100%；
（5）將上述裝置改為簡易實驗裝置，除導(dǎo)管外，還需選用的儀器試管、廣口瓶、量筒、雙孔塞，或是試管、量筒、雙孔塞，
故答案為：bceg或beg．

點評：本題考查的是二氧化硫的性質(zhì)、含量的測定，以及指示劑的選擇，為高頻考點，側(cè)重于學(xué)生的分析、實驗和計算能力的考查，難點在于（2）SO₂含量誤差分析和（4）SO₂的百分含量計算，題目難度中等．